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  1. 2014.10.22 [대학생기자단] 항공기는 뭘 보고 날아다닐까 (7)

 

구름 말고는 아무것도 볼 수 없는 하늘에 항공기들은 무엇을 보고 비행하는지 제 갈 길을 잘 찾아 비행을 합니다. 아니, 하늘에도 길이 있긴 한가요? 아니면 가장 빨리 갈 수 있는 길을 택해 그때그때 마다 비행하는 건가요? 요즘 네비게이션(navigation)이 없는 자동차가 없듯이 항공기도 그 비슷한 장비들을 가지고 비행하지 않을까요? 그래서 알아보려고 합니다. 항공기는 과연 무엇을 보고 비행하는 걸까요?

 

 

이제 우리에게 너무 친숙해진 단어, 네비게이션(navigation). 자동차에 없어서는 안 될 필수 장비가 되어버린지 오래인데요. 네이비게이션의 원 뜻을 알고 계신가요?

 

항법을 뜻하는 영문단어 ‘navigation’의 어원은 라틴어의 ‘navis’와 ‘agere’라는 두 개의 단어를 합성한 합성어로 ‘navis’는 선박을 뜻하며 ‘agere’는 방향, 이동 혹은 이동의 관리 등을 뜻합니다. 따라서 ‘navigation’은 한 지점에서 다른 지점으로 이동체가 이동할 때 방향을 결정하거나 이동을 관리하는 과정으로 정의될 수가 있어요. 네비게이션은 장비 이름이라기 보다 이러한 과정을 나타내는 의미란걸 알았네요. 그럼 원하는 목적지까지 가기 위한 navigation 방법은 어떤 것들이 있을까요? 비행기는 자동차에서 쓰는 네비게이션 장비를 써도 되는걸까요? 이제 본격적으로 항공기의 항법 방식에 대해서 알아보아요.

 

[소형항공기에 설치되는 navigation 장비(garmin G1000)/ 출처: 직접편집]

 

[시계비행방식/ visual flight rules]

 

높은 하늘에서도 눈으로 위치를 파악하며 비행할 수 있다구요? 물론이죠. 시계항법의 한 종류인 육안항법(pilotage)는 조종사가 비행을 하면서 눈으로 지형지물을 확인하면서 비행하는 항법을 말합니다. 조종사는 비행 전 항공지도. 위성영상 등을 가지고 사전 연구한 지형지물들의 정보를 토대로 비행 중 지속적으로 현재위치를 파악하는데요. 예를 들면 무안에서 여수를 가는 항공기를 탄 조종사가 이륙 후 ‘ 쪽엔 광주, 오른쪽엔 무안 시내를 두고 비행 할거야’ 라던지, 광주 상공을 지날 땐 광주종합운동장을 참조물로 삼겠다던지의 계획을 가지고 비행을 하는 방식을 말하지요. 육안항법은 비교적 낮게 나는 항공기나 소형 항공기, 조종 훈련생들이 주로 하는 비행방식이기도 하는데요. 이 육안항법에 경우에는 상층풍의 지속적인 수정이 필요하고(예를 들어 바람이 북쪽에서 불어오면 동쪽으로 날아가가기 위해 북동쪽으로 기수(heading)을 놓고 비행해야 겠죠?), 기상의 영향을 많이 받는다는 단점이 있답니다. 아래 사진은 미국 서부에서 비행할 때 찍은 사진입니다. 이처럼 눈으로 저명한 지점들을 check point로 삼아 눈으로 보며 위치를 파악해요. 야간엔 차량 흐름이 끊기지 않는 고속도로 등을 참고하면 좋겠죠?

[san diego 주간 및 LA 야간사진]

 

다음으로는 추측항법(dead reckoning navigation). 추측항법은 말 그대로 조종사가 현재 위치를 가정하여 비행하는 방법으로, 육안항법과 함께 항공기에 장착된 계기(속도계, 고도계, 방향지시계)를 가지고 현재 위치를 파악하는 방법을 말해요. 예를 들면 부여 상공에 있는 조종사가 현재 항공기의 속도, 고도, 상층풍의 풍향과 풍속 등의 정보를 가지고 현재 상태로 몇 분을 비행했을 때 다음 목적지인 전주에 도달할 수 있는지를 비행 중(in flight)에 계산하며 비행하는 형태를 말하지요.

 

[항법지도와 사용도구(plotter)/ 출처: 직접촬영]

 

별을 보며 비행을 한다면 믿으시겠어요? 이름하야 천문항법(celestial navigation), 천문항법은 천체(celestial body)의 관측을 통하여 항공기의 위치를 파악, 비행하는 항법을 말해요. 주로 주간에는 태양과 달을 이용하고, 야간에는 달과 별을 이용하여 항법을 하는데, 이 천문항법을 하기 위해서는 육분의(sextant)라는 장비가 필요하지요. 육분의는 두 점사이의 각도를 정밀하게 측정하는 광학장비로서, 선박이 대양을 항해할 때 태양·달·별의 고도를 측정하여 현재 위치를 구하는 데 사용하는데 사용했고, 천체의 고도 외에 산의 고도나 두 점 사이의 수평각을 측정하는데 사용한다고 해요. 대학 전공이 항공운항인 필자조차도 사용해 보지 못한 항법이기도 합니다. 현재는 이론으로만 접할 수 있는 고대 항법(?)이라고 해도 과언이 아니죠. 다만 천문항법는 천체를 이용하기 때문에 지상, 위성 항법시설들의 불능시에도 언제든지 사용가능하며 신뢰도가 높아 비상시 대체항법으로 활용가능하며, 때문에 미군의 전략기(static aircraft) 이상은 모두 이를 위한 장비를 갖추고 비행한다고 하네요.

 

[육분의와 육분의 이용사진/ 출처: wikipedia]

 

[계기비행방식/ instrument flight rules]

 

위에서 소개한 육안항법들은 우리가 타고 다니는 대형 민간 항공기(이하 민항기)들의 항법방식으론 적절하지가 않아요. 민항기들은 높은 고도, 먼 거리를 비행하여야 하고, 안전을 확보한 상태에서 정시(on time)비행을 하는 것이 주목적이기 때문이죠. 때문에 항공법은 승객, 화물을 실어 나르는 민항기들은 계기비행방식(instrument flight rules/IFR)을 사용하여 비행하여야 한다. 라는 조항을 둡니다. 그럼 계기비행방식은 무엇일까요?

 

항법의 종류로는 전자항법(electronic navigation)이라고 분류하는 계기비행방식은 ‘항공기의 위치, 고도, 속도 및 비행방향의 결정을 항공기에 장착된 계기에만 의존하여 비행하는 방식’을 말해요. 말 그대로 조종사가 바깥을 보지 않고 조종석에 설치된 계기만을 보며 비행을 하는 방식을 말하죠. 이런 비행방법에 사용되는 계기로는 지상에 설치된 항법시설을 이용하는 ADF(automatic direction finder), VOR(VHF omni-directional range), DME(distance measuring equipment), TACAN(tactical air navigation)등이 있고, 최근에는 정밀도가 높은 GPS를 이용하여 비행하는 위성항법(satellite navigation)이 각광을 받고 있답니다. (각종 항법장비들은 다음 기사에서 기회가 되면 다루도록 해요.)

 

[야간 계기비행/ 출처: 직접촬영]

 

지금까지 항공기가 길도 없고 표지판도 없는 하늘은 어떻게 안전하게 비행할 수 있는지에 대해 알아보았어요. 수 많은 장비와 복잡한 계기들로 구성된 항공기도 결국엔 ‘눈으로 보고 비행하는 것’에 기초하여 점차 안전하고 정밀한 비행을 위해 각종 계기들을 사용하는 방식으로 진화하였다는 사실! 이제 조종사들이 어떤 방법으로 하늘을 누비는지 머릿속에 그려지시나요? 다음 기사에서 더 흥미로운 주제로 만나뵙기로 해요.

 

 

 

 

Posted by 국토교통부

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  1. 자동차에 있는거랑 비슷한거죠?

    2014.10.23 23:09 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  2. 전하진

    저도 비행해보고 싶어요.

    2014.10.23 23:38 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  3. 제목보고 왔습니다!좋은거 알고 가네요~^^

    2014.10.24 20:50 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  4. 신혜연

    안그래도 궁금했었는데...
    감사합니다. ^^

    2014.10.25 14:36 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  5. 정말 재미있게 읽었습니다.^^
    좋은 정보 감사합니다.^^

    2014.10.25 16:10 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  6. 김유진

    여러가지 방법이 있었네요. 그 중에서도 저는 별을 보고 비행하는 천문항법이 가장 인상깊네요.

    2014.10.25 22:03 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  7. 강이안

    기사 잘 읽었습니다.

    2014.10.27 20:16 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]